關(guān)于北斗通信射頻接收系統(tǒng)研究

胡坤鳳

摘? ?要：通信技術(shù)已經(jīng)完全融入了人民群眾的日常生活，其應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家居、日常工作以及交通導(dǎo)航等，同時(shí)軍事和商業(yè)等領(lǐng)域也有涉及。為了將多種架構(gòu)模式下通信體系的作用切實(shí)發(fā)揮，讓頻率資源具有更大化的應(yīng)用效率以及成效，就要多方面研究無(wú)線通信系統(tǒng)的物理架構(gòu)，擴(kuò)大系統(tǒng)的容量，不斷地加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，達(dá)到符合更多層次需求的目標(biāo)。研究分析北斗通信射頻接收系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，給實(shí)踐工作提供有價(jià)值的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：北斗;無(wú)線通信;射頻接收系統(tǒng);電路架構(gòu)

無(wú)線通信物理架構(gòu)應(yīng)用到的技術(shù)較多，常用的包含兩種，一種為中頻采樣技術(shù)，另一種就是射頻采樣軟件無(wú)線電技術(shù)，后者可以讓無(wú)線通信硬件平臺(tái)更加開放化，而且朝著標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展同時(shí)經(jīng)軟件技術(shù)安全加密通信，構(gòu)建一種適應(yīng)性工作頻段，不斷的優(yōu)化數(shù)據(jù)格式，提出相關(guān)的通信協(xié)議。其能夠科學(xué)的設(shè)置硬件D/A以及A/D轉(zhuǎn)換器，提升接收機(jī)可靠性以及靈敏度、安全性標(biāo)準(zhǔn)。北斗通信射頻接收系統(tǒng)屬于一種新型的系統(tǒng)，其不僅通信效果良好，同時(shí)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且具備較高的通信網(wǎng)絡(luò)頻譜利用率。

1? ? 北斗通信射頻接收系統(tǒng)中接收機(jī)電路原理的設(shè)計(jì)分析

1.1? 接收機(jī)電路原理設(shè)計(jì)

無(wú)線通信接收機(jī)的組成部分包括基帶信號(hào)處理、射頻前端、解算模塊以及A/D轉(zhuǎn)換器幾個(gè)方面。進(jìn)行設(shè)計(jì)電路實(shí)施模塊化，接收衛(wèi)星的射頻信號(hào)的途徑就是射頻前端。想要發(fā)揮出無(wú)線射頻信號(hào)接收機(jī)功效，發(fā)揮出發(fā)射機(jī)應(yīng)有的價(jià)值，需要讓射頻信號(hào)、數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。達(dá)到較高的靈敏性、較大的動(dòng)態(tài)范圍、較強(qiáng)抗干擾性能、較高的收發(fā)數(shù)據(jù)速率以及較高的通信質(zhì)量等性能。處理好綜合終端多模寬頻由于各種因素產(chǎn)生的不良影響問題，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要高度重視對(duì)寬頻帶接收信道設(shè)計(jì)技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用。這一信道設(shè)計(jì)具備多樣化的硬件設(shè)施，其中寬帶線性低噪聲放大器、無(wú)源電流混頻器以及VGA等應(yīng)用廣泛。接收機(jī)需要依賴的渠道就是外部RF信號(hào)，其往往因RF干擾形成影響。展開設(shè)計(jì)固定超低中頻無(wú)源電流正交混頻的下變頻架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)接收成效。一方面將大擺幅射頻電壓信號(hào)問題有效的處理，另一方面能夠經(jīng)混頻后的模擬電流產(chǎn)生模擬電壓信號(hào)，對(duì)于信道帶外干擾信號(hào)加以抑制阻擋。鑒于此，能夠促進(jìn)接收機(jī)的線性增強(qiáng)、獲取高射頻增益，同時(shí)改善噪聲性能，其益處頗多。衛(wèi)星GLASS信號(hào)并不高，這時(shí)相對(duì)熱噪聲電平比較的結(jié)果。進(jìn)行設(shè)計(jì)接收機(jī)前端硬件電路環(huán)節(jié)，要確保電路元器件并無(wú)任何的老化問題以及排除溫度漂移影響、不能產(chǎn)生容差等情況，需要將增益進(jìn)行有效增加，并且對(duì)動(dòng)態(tài)范圍實(shí)施合理的調(diào)減。為了有效降低電磁脈沖對(duì)接收機(jī)構(gòu)成影響的程度，需要把模塊化濾波器安裝到射頻前端部位，合理地控制天線耦合數(shù)和能量傳播，有效抑制射頻前端干擾。

1.2? 射頻放大器前端結(jié)構(gòu)

接收機(jī)前端相對(duì)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣，射頻放大器就處在帶通濾波器跟混頻器臨近部位。這一射頻放大器增益并不高，是在20 dB以內(nèi)。如果是20 dB以上的增益，能夠不同程度的損傷系統(tǒng)平穩(wěn)度，使其無(wú)法獲得互調(diào)截獲點(diǎn)。射頻放大器讓混頻器/本機(jī)振蕩器電路跟天線電路隔離進(jìn)行改動(dòng)，讓射頻放大器具有這一明顯的特點(diǎn)。想要增加射頻放大器，隔離混頻器可以助其實(shí)現(xiàn)，在混頻之前信號(hào)有序放大、補(bǔ)償混頻器以及帶通濾波器中產(chǎn)生的損耗問題。

1.3? 通信接收信道設(shè)計(jì)

通信通道噪聲系數(shù)仿真實(shí)驗(yàn)，BW=21.6 kHz以及解調(diào)門限S/N=1 dB，另外得到了-127.8 dBm的靈敏度，這些得到的數(shù)值都符合系統(tǒng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。其中，應(yīng)該注意的問題就是，-22 dBm為所得系統(tǒng)最大阻塞信號(hào)，開關(guān)衰減和低噪放增益分別是0.5 dB，12.5 dB，輸出功率為-10 dBm，需要低噪放OP1dB在-10 dBm為宜，可以減少主信號(hào)遭受阻塞的問題。3 dB有余量，應(yīng)該保障低噪放的OP1dB在-7 dBm及以上方可。根據(jù)多方面的分析以及總結(jié)，OIP3需要比IIP3小，低噪放的OIP3為3 dBm最佳。LNA的OP1 dB是11 dBm，OIP3為19 dBm，這種情況下可以達(dá)到系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4? 通信接收抗干擾設(shè)計(jì)

通信系統(tǒng)接收帶阻塞信號(hào)，即信號(hào)為-58 dBm，專用射頻芯片設(shè)計(jì)中納入抗干擾因素，接收信道濾波器的方式是窄帶模式。通過展開相應(yīng)的測(cè)試驗(yàn)證，阻塞信號(hào)至ADC前功率是-128 dBm，明顯低于ADC的接收門限。阻塞信號(hào)為帶外-22 dBm的，其到達(dá)專用射頻芯片錢輸入功率為-12 dBm，限制了專用芯片的輸入（最高輸入），在0 dBm及以上。確保ADC不溢出，應(yīng)該讓接收機(jī)帶外抑制不低于58 dB為宜。專用模通信射頻芯片帶外20 MHz限制多于100 dB，接收到低噪方式應(yīng)該配置一級(jí)FBAR濾波器，使得帶外20 MHz超過20 dB為最佳，才能保障系統(tǒng)不出現(xiàn)阻塞的問題。

2? ? 北斗通信射頻接收系統(tǒng)的無(wú)線通信軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略

編程控制的通用硬件平臺(tái)應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，對(duì)無(wú)線通信相應(yīng)功能展開定義以及實(shí)現(xiàn)，可以采取多種多樣的方式，即可編程射頻波段和信道接入方式等。無(wú)線通信軟件滿足關(guān)鍵的理念，最接近天線的位置是符合這一要求的，納入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字信號(hào)處理器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ADC，DSP，DAC）。以上都是建立在寬帶的基礎(chǔ)上的，轉(zhuǎn)化成數(shù)字化的形式，展開信號(hào)處理。數(shù)字信號(hào)處理器選用頻段波形，對(duì)信息編碼，之后經(jīng)歷計(jì)算以及轉(zhuǎn)變等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)調(diào)幅以及調(diào)頻，發(fā)揮保密結(jié)構(gòu)功效，并且對(duì)終端進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議效果。北斗通信射頻接收系統(tǒng)的無(wú)線通信軟件架構(gòu)如圖1所示，此系統(tǒng)一共包含8個(gè)射頻前端模塊接口，能夠進(jìn)行8個(gè)射頻前端模塊的有效連接。

經(jīng)軟件可以獲得形成MIMO系統(tǒng)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多頻段結(jié)構(gòu)功能化發(fā)展。SORA軟件結(jié)構(gòu)中涉及Windows操作系統(tǒng)，用戶進(jìn)行無(wú)線通信協(xié)議的各種操作，也能采取多服務(wù)以及軟件的功能，具有便捷的操作方式。微端接口就是以太網(wǎng)接口，通過微型端口驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)IEEE802.11a/b/g協(xié)議，同時(shí)符合各種程序通信的要求。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

北斗通信射頻接收系統(tǒng)的無(wú)線通信物理架構(gòu)中擁有眾多的無(wú)線電技術(shù)以及中頻采樣技術(shù)等，促進(jìn)無(wú)線通信硬件平臺(tái)發(fā)展更加先進(jìn)化，使其朝著規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，施展更重要的功效。無(wú)線通信部分中不可或缺的一部分就是接收機(jī)電路系統(tǒng)，有效運(yùn)載通信質(zhì)量。進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，應(yīng)該對(duì)各干擾影響因素考慮周全，改善通信頻譜，并且促使增強(qiáng)通信的質(zhì)量以及效率水平，采取軟件技術(shù)加密通信編制合理化的通信協(xié)議，符合無(wú)線通信接收機(jī)靈敏度以及安全可靠度。

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